光谱区/μm 0.014～ 0.020
2.60～2.80 4.10～4.45
中心波长/μm 0.017
2.7 4.3
波段 远紫外
近红外 中红外
光谱区/μm 9.10～10.9
12.9～17.1
中心波长/μm 10.0
14.7
波段 远红外
远红外
Satellite Oceanic Remote Sensing
浮游植物 吸收、散射
7
3.2 可见光与近红外遥感大气传输 3.2.1海表反射辐射的大气传输
因此，卫星水色扫描仪接收的总的辐射量可由下式表示：
Lt ( ) Lr ( ) La ( ) td ,v Lsr ( ) ts , s Lw ( ) Lb ( )
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7
3.2 可见光与近红外遥感大气传输 3.2.1海表反射辐射的大气传输
卫星
太阳光
Lt
天空光
L0=Lw+L
大气吸收和散射
sr
Lw ti / nw Lu

2

Lw
Lsr
表面反 射 表面反射
海表面 Lu
∴∵
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Satellite Oceanic Remote Sensing
2
3.1 大气成分及其光谱吸收特性--大气中CO2的吸收率
二氧化碳吸收带主要位于2μm的红外区内，其吸收带范围见下 图。二氧化碳吸收带分两种类型：
（1）一个完全吸收带：波长大于14μm的红外波谱全部吸收； （2）两个窄的吸收带：中心波长为2.7μm4.3μm，其中2.7μm吸 收带与水汽3.2μm吸收带相连。
Satellite Oceanic Remote Sensing
1
3.1 大气成分及其光谱吸收特性
1.电磁波衰减的原因
2. 大气中H2O的吸收率
3. 大气中CO2的吸收率
4. 大气中O3的吸收率
5. 大气中其它气体吸收率
Satellite Oceanic Remote Sensing
2
3.1 大气成分及其光谱特性--电磁波衰减的原因
水汽（H2O）
→
吸收和散射作用 吸收和散射作用 吸收和散射作用 吸收和散射作用
二氧化碳（CO2） → 臭氧（O3） 气溶胶 → →
LiuLM
3.1 大气成分及其光谱吸收特性--电磁波衰减的原因
红外波段（2～14μm）内大气成分的吸收率
Satellite Oceanic Remote Sensing 2
2
3.2 可见光与近红外遥感大气传输
3.2.1海表反射辐射的大气传输 3.2.2 海洋辐照度模型 3.2.3 大气透过率 3.2.4 大气路径辐射模式与太阳耀光模式 3.2.5 大气校正方程
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7
3.2 可见光与近红外遥感大气传输 3.2.1海表反射辐射的大气传输
式中：
Lt( λ ) 是卫星探测的波长为的辐射度， Lr ( λ ) 是空气分子瑞利散射的辐射度， La ( λ ) 是大气气溶胶米氏散射的辐射度， Lw ( λ )是离水辐射度， Lb( λ )为来自水体底部的反射辐射； Lsr(λ) 是海表面镜面反射（可能包括太阳耀斑的影响）， ts(λ, θs)是大气的漫射透射比，td (λ, θv)是大气的直射透射比， λ是波长，θv是卫星天顶角（即扫描仪高度角）， θs是太阳天顶角（即太阳高度角）。
2
3.1 大气成分及其光谱吸收特性--大气中其它气体吸收率
大气中氧对电磁波辐射也有吸收作用，主 要在0.69μm，0.76μm，0.175～0.2026μm 以及0.242～0.260μm四个谱段，但总的吸 收是很少的。此外，N2O，CO和CH4等 也对电磁波辐射有所吸收。

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2
3.1 大气成分及其光谱吸收特性--大气中O3的吸收率
在高空大气中，臭氧是一种重要的元素。 它主要分布在10～40km的高度。臭氧对 太阳辐射0.3μm以下的短波全部吸收。在 长波内的吸收都很弱，9～10μm范围内 有一个窄的吸收带。
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3.1 大气成分及其光谱吸收特性--大气中H2O的吸收率
水汽对电磁波辐射的吸收最为显著，水汽吸收带大部分集 中在红外波区，如下表所示。大气中水汽分布随时间地点 的变化幅度很大，水汽含量越大，则吸收越严重。
吸收带名称 α β ρστ Φ φ 光谱区/μm 0.70～0.74 0.79～0.84 0.84～0.99 1.03～1.23 1.24～1.53 中心波长/μm 0.72 0.82 0.93 1.13 1.38 1.86 Ω 1.53～2.19 Ω12.01 － － x y 2.27～2.98 2.98～3.57 4.00～4.90 4.90～8.70 15以上的超远红 外 吸收带名称 光谱区/μm 中心波长 /μm Ω22.05 2.7 3.2 4.4 6.3
卫星海洋遥感导论
An Introduction to Satellite Oceanic Remote Sensing
第一部分 海洋遥感基础
第三章 海洋遥感的光学基础
武汉大学 遥感信息工程学院
第三章 海洋遥感的光学基础
3.1 大气成分及其光谱吸收 3.2 可见光与近红外遥感的大气传输 3.3 热红外遥感基础
海洋光学遥感主要是通过接收海表反射的太阳光，来获取海洋的有关 信息。主要是观测海冰、海岸形态、沿岸流流向、波浪折射、浅海测 深、海岛和浅摊定位、测定海洋水色透明度及叶绿素含量等。
来自大气外层的太阳光通过大气的瑞利散射和气溶胶散射，其中一部 分返回到卫星水色扫描仪，一部分朝前直射和漫散射到达海面。到达 海面的直射光，其中一部分由于镜面反射有可能穿过大气到达卫星水 色扫描仪，另一部分经水面折射穿过水面，透射入水的太阳能中的一 部分被水分子吸收，另一部分受到水色因子如叶绿素、悬浮泥沙和黄 色物质等颗粒的散射，后向散射部分经水面折射离开水面，穿过大气 到达卫星水色扫描仪，进入水次表面的另一部分继续向下到达真光层 深度，或到达海底又部分反射，经折射回到扫描仪。